理性的建筑形式设计观

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前言

新世纪以来的中国快速发展和城市化进程中，一系列中外建筑师在中华大地上留下多姿多彩的作品。它们中有些成为人们喜闻乐见的城市地标，有的成为专家眼中振奋人心的优秀作品，也有的成为大家公认的“奇奇怪怪”建筑。如何界定异彩纷呈的建筑物奇怪或合理是个值得考虑的问题。下面从现代主义建筑耳熟能详的“形式-功能”观出发作一分析。

1“形式追随功能”中的理性与拓展

“形式追随功能”（formeverfollowsfunction）这句早期现代主义大师沙利文（LouisSullivan）1896年说的话[1]，是建筑界和工业设计界广为接受的格言。作为现代主义对折中主义矫枉过正的“回击”，它无疑是振聋发聩的。而作为建筑材料、技术、观念都在前进或变化的时代，它或也有需拓展的方面。

1.1其反映出的理性

人类的建造活动往往需付出代价较高的成本，所以，无目的的建造活动几乎是没有的；因此，“形式追随功能”一语反映出，为特定目的进行建造而获得建筑物，建造结果达到并反映当初目的，这是个前后呼应、逻辑一致的过程，故可认为是理性的。

1.2功能与形式概念的辨析

进一步分析建造目的，它大致有四个层面需要。一方面是“物理、身体的”：满足身体（基本姿势动作）的安全容纳需要，如人能进入、安全地坐或躺；免于生命危险是默认须具备的前提。再一方面是“生理、感官的”：满足生理感官基本的舒适需要，如冬不严寒夏不酷热，冰冷雨滴不打在身上。另一方面是“行为、活动的”：满足人特定行为活动的使用需要，如家庭生活、会议、祭拜。更高层次是“心理、精神的”：满足个体或群体的心理审美、精神等需要，乃至人群的社会、文化等需要。从以上分析可看出：“建筑功能”是为满足特定使用目的而必需的建筑特性；主要是为满足人的特定行为、活动方面的要求，它往往也默认地包含了建筑目的中前两个基本方面，物理身体的和生理感官的需要。这三方面目的需求主要靠建筑物提供有一定性能品质的(内部)空间而实现。其中，几何空间多由具有一定力学结构关系的建筑构件实现，物理性能多由其它具有一定物理技术要求的建筑设备实现。“建筑形式”，就字面而言它意思类同于形状、形体，比较中性地描述作为建造结果（建筑物）的可见存在；但在专业语境中，形式更指具有审美/心理/精神等组织关系的各可见要素之部分或整体。它主要不是指仅仅放在一起的形状形体，也主要不是指相互间的几何（平行、垂直等）关系……因而建筑形式的偏重点不在建筑物中针对功能使用的形体形状，而指建筑上按人们建筑审美等概念的关系组织起来的各形体形状；虽然这一主观的建筑审美关系很可能是源自建筑相关的其他较客观因素，如结构或构造的规则。人们造建筑物或主要为功能使用，或主要为形式审美；考虑此，可用“建造目的”一词涵盖此两方面含义，本文即采用此叙述方式。(或者，也可将形式需要纳入上述功能需要中，即视有审美要求的“形式”也为建筑“功能”之一，那么此时“建筑功能”一词相当于替代了前述“建造目的”，而以“使用功能”一词专指前述的“功能”一词）。

1.3“形式追随功能”的必然拓展

进一步地考虑“功能”和“形式”二者间的关系，既然功能——无论是作为建筑物使用目的的功能，还是如生物机体中起特定作用的功能——主导了形式，那作为建筑物质组成的建筑材料及其(因应于重力的)组织方式——结构同样也必会影响建筑物的最终形式。对形成空间跨度这一满足基本建筑功能的要求来说，若是原木材料，水平展开的直线形梁(柱)是其简便有效的特征结构/技术形式；若是小砌块的砖石，上凸的曲线形拱券是其简便有效的特征结构/技术形式。所以，形式也无疑也是会“追随”材料及其相应的组织关系——结构技术的。类似地，随社会发展，人对建筑空间的生理身体需求(诸如声、光、热等物理环境品质的控制)和进行活动的资源需求(诸如水暖电等资源能源的提供)一旦成为建筑物的必需，那这些有关建筑物理、建筑设备的技术性要求势必也会影响到建筑物的最终形式。如，因为自然通风和采光，所以住宅、宫殿等建筑墙面就须有窗；因为不需自然通风和采光，所以商场、博物馆等建筑是无窗的实墙。当然，造就建筑形式的影响因素虽往往是多重、复合的，但在不同具体类别中，建筑形式所受影响的主要方面是不同的，比如，有的主要由功能决定，有的主要由结构决定。

2从设计前到建成使用后全过程中影响最终形式的因素

从上可知，尽管影响建筑形式的因素会偏向功能、结构等不同侧面，但事实上，建筑物从无到有、乃至建成使用的全过程中，所涉及的各要素均可影响建筑物的最终形式，各因素就如不同的力一样施加到建筑的最终存在形式上；反之，建筑的最终形式也往往需反映出之前的各影响因素。就如维特鲁威言简意赅的建筑三要素“坚固、实用、美观”，从便于人们认识或助记的角度，这些会影响到建筑结果的，尤其是其体块、造型或形式的因素可大致归为四类：环境、功能目的、材料技术、形体逻辑。

2.1环境——既存状况

可将建筑之外的现有状况、条件概括为环境因素，有属于自然的气候、地形、植被等，有属于人工的周边建筑、外部交通等，有属于社会文化的宗教、风俗习惯等。

2.2功能——建造目的

如前所述，大多情况下，可将建筑中满足人们特定行为活动的特性概括为“功能”，也可更为修饰明确地称之为“使用功能”。它对应着前述建造目的第三个方面“满足人特定行为活动的需要”（以及默认需满足建造目的前两个方面，容纳身体和满足基本生理舒适的需要）。功能因素强调的是使用者角度，它是建筑物上主要基于活动使用的空间及其组织方式。当然，如果将功能因素扩大，不仅涵盖“使用功能”，还将对建筑的形式审美要求也视作一项功能包含进来，那它的含义就差不多对应于前述“建造目的”。

2.3材料技术——物理角度的材料、构件与组成方式

可将建筑物质材料加工为构件，并在基地建造为建筑物所涉及的方法途径称之为建筑技术。建筑物质材料一般在进入建造前已被制作为具有相对固定形状的“建筑”部件，如粘土砖；也可能是“结构”构件，如钢梁、木屋架；也可能是“设备”器件，如水管。它们遵循着当时当地的工程技术手段，被设计制作、建造安装。结构构件主要通过力学原理、结构技术等组织在一起，设备器件主要通过科学原理、物理技术等组织在一起。……多种部件单元按各类关系组织起来，最后形成具有一定结构、设备的建筑物整体。技术因素强调的是看待建筑物时，由科技、工程关系组织起来的各建筑材料构件形成的形状、形体，是相对客观地、遵循科学技术地、难以随意作主观改变的（工程师）表达。其中传统上最获人们注意的是“结构”，它即是建筑物上，在力学前提、工程可行条件下的材料、构件组织方式。

2.4形体逻辑——视觉角度的材料、构件与组成方式

如前所述，可将建筑物的可见存在中性地称为建筑形体、形状，建筑物基于技术、工程的存在称为结构，而将建筑物基于审美/心理/精神关系的可见存在称为建筑形式。形式因素强调的是看待建筑物时，由视觉、审美关系组织起来的各建筑材料、构件形成的形状、形体，是相对主观地对建筑物进行表现（设计者）、解读（观看者）。鉴于经典、传统的说法中形式是个主观感受较强的词，如阿恩海姆在《艺术与视知觉》中的描述[2]；并且，或多或少地，形式似乎指二维范畴多一些、遵循既往“经典”“规矩”多一些。因而用“形体（的视觉）逻辑”一词来描述其符合某种“视觉感受”上的逻辑关系，比如，建筑物上视觉可见的两个矩形体块的穿插关系。这一用语比传统的“形式关系”或“形式逻辑”含义会更广些，希望它所指的不仅是古典建筑特定的传统经典的形式规则，比如柱式、三段论等，更能包括现代建筑、现代造型的几何形体关系，以便于描述现代造型的某些方法、操作。以上几类划分，主要是为了论述方便记忆。有的可以独立为一类，比如技术中的经济因素；有的可以划入其他类，比如把形式算入“广义的功能”。前述因素对建筑造型、形式的影响，不受其分类限制和改变。重要的是，建筑从无到有的全过程中的各因素，只要是建筑的确涉及到的，都可能、也都可以参与对建筑最终形体或形式的塑造。也可从不同角度去看以上几者关系。以本体论看，环境是既存条件、秩序，功能是目的，技术是方法，形体形式是可视结果；从不同主体角度看，功能是使用者为主，技术是建造者为主，形式是观赏者为主……总之，建筑物是坐落于具体环境中的；通常为人的特定目的而建；既是遵循科学技术规律的科技产物，也是遵循现实可行性、经济可行性的工程产物；往往也是遵循审美/心理/精神的视觉产物。影响建筑物的因素可能会是建筑物所处的城市环境、社会文化氛围，可能会是内部使用要求、宗教形象要求，可能会是建筑材料特性、施工方法，可能会是建筑物的几何关系、建筑的比喻性形体关系……就具体建筑案例而言，这些对建筑起影响的因素的数目和程度也是不同的。

3形式、造型的创新之处

理性的形式设计需设计者敏锐地观察到那些形形色色的参与影响因素，并以或强或弱的特色（艺术夸张地）表现出来，让建筑形式形体其来有自。理性的建筑设计要求的逻辑是前述建筑各主要因素自身不违反已有的基本规律（遵守各学科常识），主要因素间不能有严重矛盾。也就是，理性的建筑形式设计要求，（1）首先，建筑最终的视觉外在不与前述的建筑主要相关因素有严重矛盾，比如，与功能空间、结构体系间不产生大矛盾；（2）进一步地，建筑视觉存在能基本反映出建筑主要因素；（3）更进一步地，建筑的视觉存在能有别以往地反映出/积极表现出建筑的主要因素。越因应于这些内外因素的建筑形式，越有理性；越呼应这些的确存在的因素的建筑创新，也越是理性的创新。形式造型创新有两个方面：（1）反映出了不同以往新的因素内容；（2）以不同以往的方式反映既有因素。也即当前述影响建筑的内外因素有变化时，设计中随之反映出这些变化内容的、不同以往的形式才是理性的创新，而不能只是有个异于以往的、但徒具其表的形式；当这些内外因素几无变化时，设计可以用不同以往的新方式反映这些因素。建筑形式上衡量创新是否合理的标准是，这一创新的形式与其所反映出的内容是否基本对应，不能主要出自主观设想，甚至没反映出什么内容、因素。在反映内容真实的基础上，形式能充分原创有变、具有个人特色。重点在于变化的、新的形体、形式造型需要对应于影响因素，否则就有玩弄形状的游戏之嫌。

4实例

建筑学科、行业类似于管理学，都是有以“案例式”方法总结知识、应用的学科，下面就各以一例说明前列四类因素的分析和阐述。当然，落成的建筑都是复杂的现实产物，它们会综合地体现多因素，往往涉及的也不止某一类别，并且它们有好有坏。说是好例或坏例不过是说此案例上好的方面或不好的方面比例更高一些，况且这判断虽然有以上尽量理性的因素作依据，但仍会因人的主观而异。

4.1反映环境：西威克道333号（333WestWackerDrive,Chicago）位于芝加哥中心区域西威克道333号的办公楼，由美KPF事务所设计，建成于1983年，是当时全球最流行的玻璃幕墙楼之一（图1），高149米，地上36层。三角形基地西北侧是双向七车道（另有地下隧道）的西威克道环绕，再外是三汊交汇的芝加哥河（图2），河宽约60米、100米左右；南侧是有高架轨道交通的四车道西湖街，东侧是四车道的北富兰克林街；这两条街都有桥穿越芝加哥河。环境方面，周围交通、自然景观资源、用地形状等因素在建筑（及其体块造型）在总图布局上得到强烈反映。（1）地块主入口未放在最宽阔的西北路边，因为它主要是车行道，因而被置于东、南两条街的十字交叉处，无疑此处正迎向两条街四个路口，人流量最大。建筑投影面上东南角被抹去，对应着联系建筑入口和用地外四叉路口的入口空地小广场，它是作为出入人流的缓冲，既恰如其分地反映出主入口的存在，又体现对城市路口人车视线的尊重。（2）建筑体块的西北是主面，以柱状弧面与芝加哥河的三汊相邻，可俯瞰水面；同时水道也充分用作观远景的视线通廊。（3）从空中看建筑物投影面，用地形状是略微不对称的等腰直角三角形（图3），这使得它在充分利用地块的前提下，产生一个进退两难的小问题：如果建筑投影平面采用遵循对高层结构有利的对称形——等腰指教三角形C，则平面在西威克道旁的斜边会和道边线B不平行；如果建筑投影平面的西北斜边采用最利于街道走向的方式和西威克道平行，则直角三角形东侧b、南侧a这两腰边线就会不等长（图4）。KPF的解答非常巧妙，他们举重若轻地以圆弧线代替了西北斜边，既保证了平面是非常简单的等腰直角两边，又使得西北弧线仍能以相切的方式“正对”西威克道，同时以不失规则矩形的灵动弧面面向城市、倒映城市……或许这也是电影中它不时作为芝加哥的一个标识出现的原因之一。功能、技术两方面，办公间居边环绕的平面布局，以利获得外向采光通风，虽常规但妥贴地反映了办公空间的使用需要。材料上，外表是深色半反射玻璃，倒映出城市周边景色同时不像镜面玻璃那样给周边带来反射困扰，内部结构是钢材核心筒体系，结构核心筒和功能上的交通核心筒合一居中；建筑形体严格中轴对称，恪守高层最佳形体所需的结构对称要求。形体逻辑方面，采用的主要方法是将建筑物视作几何体块操作，这也是现代建筑最常用的方法。通过在建筑顶部对弧形体块、等腰梯形体块采用高低不同的处理，强化地使人感受到整个形体是不同的更为简单的体块密切组合，由此也使形体丰富。并且，在全玻璃体块强烈的现代感前提下，建筑体量的底部被处理成石质基座感，这样，从上到下又跟古典柱式的柱头、柱身、柱础三段处理手法契合，而底层、入口的柱子也以不同材质而作了相同的三段式处理，这从侧面反映出美国社会商业的、大众的气氛。建筑的玻璃立面上，浅藏了对应着楼层的水平分层线；西北弧面上端两侧、其他几个立面上有尺寸为房间开间尺寸级别的垂直向切挖；这些对应着人们最熟悉的通常房间尺寸的水平线、纵向“雕刻、切割”，成为外观上进行视觉“丈量”的基本尺寸单元，摩天楼尽管高度巨大，但因它们而使观看者获得了合宜的尺度感。所以，这是个在前述环境因素、功能目的、材料和技术、形体逻辑四方面都如实、谨慎的案例。尤其是在建筑总图上，对应地块西北斜边线所作的一笔弧线处理，化解了高层所需的对称与道路所需的平行之间的矛盾，又为高层主体主立面增色，富于表现力却简单之至。

4.2反映功能：香港马料水某渡船码头方案这个方案由香港中文大学建筑系学生SarahMui2004年所作（图5，顾大庆等指导）。假设的基地位于香港东北深入陆地狭湾岸边，周围景观较好，码头对面有马鞍山和一片高层住宅。对环境因素的反映上，建筑物形体从岸面至水面略略倾落，不同标高的两个水平面表达出与岸、水间高低关系；缓坡表明了是给大众步行所用。既出于环境地、也出于功能地，悬在水面上的候船厅尽端是大幅整面玻璃窗，朝向水面及对岸马鞍山（图5）。对功能因素的表现上，设计的不同阶段都展示出对候船厅功能特性的揭示。位于岸上的候船厅出入口故意将空间形体分化，将这类建筑的人流特点强烈表现出来：入口窄而高，表明来客零散；出口宽而低，表明疏散人群蜂拥。对此功能带来的人流特性的不温不火的表达是入口的窄、出口的宽，而对这一感觉所作的进一步空间/形体强化是，将已设计为窄的入口拔高成从立面看更瘦高，已设计为宽的出口压低成从立面看更宽阔。这更“夸张”的手法也更强地表达出了“入窄出宽”的人流特点，使人的行为特点形式/形体化、建筑化。一方面是将原本可能是单一扁长方的候船厅空间/形体变得更为丰富，另一方面则让出入口空间形体从候船厅整体中突显出来，让人更注意到形式形体上表现出的该建筑人流、功能特点。因而这个案例以建筑整体的抽象雕塑般体块、空间变化强烈地表现出特定功能带来的人流特点，以及环境特质。

4.3反映材料技术：工学院大学拳击馆（KogakuinUniversityBoxingClub,Tokyo）拳击馆位于东京西的工学院大学，由FT建筑师事务所设计，建于2013年，面积约100m2。业主要求使用当地木材、低造价结构，7.2m×10.8m的无柱空间。环境因素上，它首先处于日本这样一个古时深受中华文化影响的现达工业社会的大环境中，具体环境是大学校园。建筑考虑到了它传统与现代的文化角色担当。功能目的上，它是处为满足学生使用的、并不很大的单一空间，平面大小“与日本传统寺庙的祭祀厅相当”[3]，结构净空约在两人高，此空间尺度非常地日本传统且宜人（图7）。材料上，用的是当地受虫害的小断面木材，相对廉价；结构上，发挥出木材有较好受弯性能（与之相比，传统的砖石水泥材料则是受压性能远高于受拉、受弯）的特点，采用了简支和层层悬挑方式（在中国古代类似的也叫叠涩）。主体结构单元毫无悬念地为减少跨距而沿短向也即横向布置，以一榀又一榀的平行沿长向即纵向展开。每个单元都是在垂直柱的顶端横向出挑，再在转90度沿纵向置一短木方，上再置水平长梁，如此几次向中间向上挑出（图8）。这种悬挑方式，很难说不与中国古代也即日本传统大木作斗拱的基本结构方式是一致的。但在单元构件的制作上，却又以螺栓体现出现代工业特点，更为坚固且加工便捷。形式形体上，它是以一个个榀单元水平排列形成的空间及体量，从山墙立面的屋面起坡角度、较大的挑檐即可一眼感受它的日/中古典建筑的传统性。具体到每榀结构单元上，单元下部以纵横的矩形层层挑出，因应于此，其上部木条将矩形的对角拉成三角形（图8），恰好承托了屋面板并确定了屋面的起坡角度。使得横剖面上内部的纵横直线，从结构上、从几何上都自然地转换为屋面斜线（图6）。因此，这是一个充分展示材料构件技术的现代工业性和传统性相结合的案例，无疑也表现出功能空间与材料结构的相互对应。它的基本结构单元形式设计富有日/中古建筑木斗拱层层悬挑的意味（图6），但又显然采用了属于现代工业特征的金属连接件、基本而重复的单元构件制作。整座木构建筑，对一个不知中日古建筑的人来说，可被看作具有明确受力节点连接的现代结构体；而对一个了解中日古建筑的人来说，它又是与其木构传统非常形似和神似，形似在它仿佛是简化了的斗拱形式上，神似在它跟传统建筑一样都使用了悬挑这一古老的结构受力方式上。

4.4反映形体逻辑：伐利瑟荣小教堂（CapillaenValleaceron,CiudadReal，Spain）这个被国家邮政选为西班牙六个最有标志性作品之一，并印在2007年邮票上的小教堂，位于瑞阿(Real)镇，由桑丘-马德里建筑事务所（S.M.A.O.,Sancho-MadridejosArchitectureOffice）于2000年设计建成。环境上，它在一个高耸于周边景观的缓坡台上（图9）；这意味着不仅从它可看到整个周围（图10），从周围自然也能看到它。功能上，它是与另外的主屋、狩猎小屋等构成一组建筑的。材料结构上，采用的是清水钢筋混凝土。形体的产生方式是它设计中最引人注目的。正如建筑师网站主页[4]上概括的一词“Pliegue（折）”，整个建筑的形体让人们想到被折叠后的纸或盒子。建筑师稍后时为另一相似建筑（ChurchinPinto）所作的一组解析图（图11）也毋需多言地表示出了折叠这个操作。但显然，像折叠这样的操作可以是方案过程中模型的产生方法，却不是建筑物真正的产生/建造方式，因为几乎不可能真的先制好整张混凝土板或混凝土盒子，然后再如巨人一样对它进行折叠；而且折叠也不真是它主要的结构支撑方式。所以这样看，它不过是对建筑的形体产生所作的一个比喻性的解释，对于真正的建筑形体生成来说不是足够“真实”的。这是个对形体采取相对创新的比喻化操作的案例。类似地还有“卷”“扭”“穿插”等。而这类用比喻性操作赋予建筑形体以逻辑关系的手段，俨然是进入21世纪后的世界建筑界不可忽视的新造型方法。它明显不同于古典建筑遵循柱式、三段式等法则的传统形式设计.

4.5好坏参半：CCTV新总部大楼位于北京东三环的央视新总部大楼，由OMA的RemKoolhaas的作建筑设计、Arup作结构设计，高约234米、近50层，总面积约40万平方米，于2008年1月建成；其形体造型在学界业界、社会上广受争议。环境上，它位于北京CBD中，古城的新中心区。这是个设计方向两可的背景：既可偏尊重古都风貌，也可偏追求都市新貌，或兼有。功能上要求复杂，总造价高昂。从受力角度，它的形体、结构有不合理也有合理的表现。形体造型上看，它的基本形是在长方体顶面上对角线的一侧取两棱，顺着往下取相邻垂直的两棱，再在下表面取对角线另一侧的两棱，这6根棱再扩大成一定宽度厚度的三维“连续管”13）。也就是说，从几何上它还是符合较强的简单形体规律的。但因为物理上的形体是有自重的，所以如此摆放而产生重力偏心力矩的巨大形体无论事实上还是人的直观感受上都有随时倾覆的倾向，尽管工程师可暗中通过加强基部与地面的结构联系等方法来解决这一问题。这一形体即使在整体保持刚性的情况下，也并不能稳定地自然摆放，必须付出很大代价，以强大的结构、继而是背后的物力财力才能维持其稳定、抗震。因此从力学角度，它是不尽合理的形体，顶部水平外挑的L形越重越会倾覆。好的一面是，建筑师也将形体上升同时向内作了收缩，这会稍微改善倾覆问题。此外，根据对材料结构的计算，建筑外表的钢材杆件并不是均匀分布的：在受力大的部位，往往在形体开洞的四周转角处，网纹相应变得密集，单位面积用钢量就大，这从结构发展模型（图15）和立面结构的Demand/Capacity比率展开图的红色部分即能看出。最后的造型立面把建筑物的结构内力非常忠实地表现出来。所以，这是个在形体、结构方面都存争议的案例。在形体（大结构）方面，它是有违稳定的；而在形体的立面表现上，它表现出了为这一巨大形体而努力的真实的钢结构。

小结

总之，建筑物的产生过程中受到环境、功能目的、材料技术、形体逻辑等方方面面因素的影响，这些因素宛如对建筑物施加的“力”。设计师们要对其中那些尽量客观的因素，经由主观、其来有自地、有强有弱地表现，让建筑成为这些“力”的作用的结果，而需避免表达出的形式形体是与这些因素影响并无太大关系的其他内容。如果表现的是特定的因素对应的形式形体变化，那即使最终结果出乎人们既有概念也不是“奇奇怪怪”的建筑；如果形式形体没有对应建筑形成过程中的因素，那即使建筑采用了民众“喜闻乐见”的形象，也是“奇奇怪怪”的建筑，比如将酒店、办公楼塑造成福禄寿三星或者铜钱。

作者：屠苏南 单位：东南大学建筑学院